[메디칼업저버 박선혜 기자] 인공췌장으로 알려진 복합 폐쇄루프 제어 시스템(hybrid closed-loop control system)이 7세 미만의 1형 당뇨병 환아 혈당 관리에 긍정적 결과를 얻으며 질환 관리의 핵심 키로 부상하고 있다. 

NEJM 3월호에는 2~5세 1형 당뇨병 환아를 대상으로 폐쇄루프 제어 시스템의 효능 및 안전성을 평가한 PEDAP 결과가 실렸다(N Engl J Med 2023;388:991~1001).

최종 결과에 따르면, 폐쇄루프 제어 시스템 사용 시 적정혈당유지시간 비율이 유의하게 늘었다.

이와 함께 지난 1월 NEJM에는 인슐린 펌프 치료를 받는 1~7세 1형 당뇨병 환아에서 복합 폐쇄회로 제어 시스템이 저혈당 위험을 높이지 않고 혈당 조절을 개선한다는 KidsAP 연구 결과가 발표됐다. 

PEDAP 연구에는 2~5세 1형 당뇨병 환아 102명이 모집됐다. 이들은 폐쇄루프 제어 시스템 사용군(68명)과 표준관리군(34명)에 2:1 비율로 무작위 배정됐다. 표준관리군은 인슐린 펌프를 사용하거나 다회 인슐린 주사요법을 시행하며 연속혈당측정기(CGM)를 사용했다. 

평균 나이는 4세였고 등록 당시 평균 당화혈색소는 7.6%였다. 연구는 코로나19(COVID-19) 팬데믹 동안에 이뤄져 폐쇄루프 제어 시스템 사용군 81%(55명)가 원격으로 추적관찰됐다. 

1차 목표점은 CGM으로 측정한 혈당이 70~180mg/dL에 머무는 적정혈당유지시간 비율로 설정했다. 조사 결과, 폐쇄루프 제어 시스템 사용군의 적정혈당유지시간 비율이 등록 당시 56.7%에서 13주 추적관찰 동안 69.3%로 증가했다. 위약군은 각 54.9%에서 55.9%로 큰 변화가 없었다.

추적관찰 동안 폐쇄루프 제어 시스템 사용군은 표준관리군보다 적정혈당유지시간은 12.4%p 증가했는데, 이는 하루 약 3시간 차이인 것으로 추산됐다(95% CI 9.5~15.3; P<0.001).

폐쇄루프 제어 시스템의 혜택은 사용 첫날 분명하게 나타났고 연구 기간에 일관되게 유지됐다.

아침 6시부터 밤 9시 59분까지 주간 시간 동안 적정혈당유지시간 비율은 폐쇄루프 제어 시스템 사용군 67%, 표준관리군 56%로 조사됐다. 밤 10시부터 오전 5시 59분까지 야간 시간에는 각 74%와 56%로 확인됐다. 두 군 간 차이가 가장 컸던 시간은 아침 5시였다.

폐쇄루프 제어 시스템 사용군은 표준관리군과 비교해 혈당이 250mg/dL 이상으로 고혈당증에 머무는 시간 비율이 5.4%p 의미 있게 적었다(95% CI -7.3~-3.6; P<0.001). 이와 함께 표준관리군 대비 폐쇄루프 제어 시스템 사용군의 평균 혈당 수치는 17.7mg/dL(95% CI -23.2~-12.2), 당화혈색소 수치는 0.42% 유의하게 낮은 것으로 조사됐다(95% CI -0.62~-0.22). 

혈당이 70mg/dL 미만으로 저혈당증에 머무는 시간 비율은 두 군 간 차이가 없었다. 중증 저혈당증은 폐쇄루프 제어 시스템 사용군 2건, 표준관리군 1건 발생했다. 당뇨병성 케톤산증은 폐쇄루프 제어 시스템 사용군에서 1건 보고됐다.

이와 함께 당화혈색소 7% 미만 도달률은 폐쇄루프 제어 시스템 사용군이 48%였으나 표준관리군은 이보다 적은 30%에 그쳤다. 

연구를 진행한 미국 버지니아대학 당뇨병 기술센터 Marc D. Breton 박사는 논문을 통해 "아주 어린 1형 당뇨병 환아에서 표준관리와 비교해 폐쇄루프 제어 시스템 사용 시 더 오랜 시간을 적정혈당 범위 내에 있었다"며 "안전성 측면에서 중증 저혈당증 발생 빈도는 두 군이 유사했다"고 정리했다.

연구에 참여하지 않은 이탈리아 파두아대학 Daniela Bruttomesso 교수는 논평을 통해 "코로나19 팬데믹 상황에서 연구를 통해 확인한 성공적인 폐쇄루프 제어 시스템 사용은 이를 시작하고 모니터링하는 접근방식에 영향을 미칠 수 있다는 점에서 중요하다"며 "내분비내과 의료진이 적지만 인터넷 접속이 용이한 지역에 거주하는 환자에게 이 같은 시스템 사용을 확대할 수 있을 것"이라고 전망했다.

한편 2~6세 1형 당뇨병 환아에게 사용할 수 있는 최초 복합 폐쇄루프 제어 시스템은 메드트로닉사의 미니메드770G다. 2020년 9월 미국식품의약국(FDA) 허가를 받았다. 

미니메드770G의 핵심 기능은 앞선 버전 기기인 미니메드670G와 동일하며 블루투스를 지원한다. 2~6세 1형 당뇨병 환아 대상 임상연구 결과, 3개월 동안 가정 또는 호텔에서 미니메드770G 사용 시 중증 저혈당증, 당뇨병성 케톤산증 또는 중증 이상반응을 경험한 환아는 없었다. 

아울러 올해 1월 NEJM에는 복합 폐쇄루프 제어 시스템을 7세 이하 1형 당뇨병 환아에게 적용할 수 있다는 KidsAP 연구 결과가 실려 주목받았다(N Engl J Med 2022;386(3):209~219).

연구에서 혈당관리에 활용한 복합 폐쇄루프 제어 시스템은 유럽에서 상업적으로 사용 가능한 인슐린 펌프와 CGM 그리고 스마트폰과 연동할 수 있는 애플리케이션인 CamAPS FX로 구성됐다. 인슐린 펌프는 국내 수일개발의 다나 인슐린 펌프(Dana Diabecare RS)를, CGM은 덱스콤G6를 활용했다.

전체 환아는 복합 폐쇄루프 제어 시스템을 16주 동안 활용한 이후(치료기간) 16주간 센서 연동형 인슐린 펌프를 사용하거나(대조기간), 치료기간과 대조기간을 바꿔 이용했다.

1차 목표점으로 치료기간과 대조기간의 70~180mg/dL에 머무는 적정혈당유지시간 비율을 조사한 결과, 치료기간이 대조기간보다 8.7%p 유의하게 높았다(P<0.001). 이는 하루 125분 차이이면서 하루 4분의 3을 적정혈당 범위에 머무른 것으로 해석돼 임상적으로 의미 있다고 평가됐다.

심각한 이상반응으로 중증 저혈당은 치료기간에 1건 발생했는데, 시스템 오작동보단 부모의 실수에 의한 것이었다. 당뇨병성 케톤산증은 발생하지 않았고, 다른 이상반응 발생률은 치료기간과 대조기간의 차이가 없었다.

연구를 진행한 영국 케임브리지대학 Julia Ware 교수는 "복합 폐쇄회로 시스템은 저혈당에 머문 시간의 증가 없이 아주 어린 1형 당뇨병 환아의 혈당을 의미 있게 조절했다"며 "CamAPS FX는 저혈당 위험을 높이지 않으면서 고혈당 및 평균 혈당 수치를 포함해 여러 지표를 개선했다. 복합 폐쇄회로 제어 시스템이 1형 당뇨병 환아에게 중요한 혜택을 제공한다는 것을 시사한다"고 강조했다.